Le contenu des lois de Kepler
Les lois de Kepler décrivent le mouvement des planètes autour du soleil.
Kepler connaissait 6 planètes : La Terre, Venus, Mercure, Mars, Jupiter et Saturne.
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L'orbite de la terre autour du soleil.
Vue en perspective, la forme de
l'orbite réelle est très proche du cercle. |
Toutes (et d'ailleurs aussi la lune) se déplacent dans le même plan ou presque (section #2 de "Stargazers"). Le système solaire est aplati comme une crêpe ! La terre est dans la crêpe, donc nous voyons le système entier comme sur le bord de la crêpe, semblant être aligné sur celui-ci (ou peut-être une bande étroite coupant le ciel et connue sous le nom d' écliptique). Toutes les planètes, et aussi la lune et le soleil, circulent à proximité de l'écliptique. Si vous voyez un groupe d'astres lumineux alignés dans le ciel - cet alignement comprenant aussi quelquefois la lune, (dont l'orbite est également proche de la "crêpe"), et le point de l'horizon où le soleil vient de se coucher, ce sont probablement des planètes.
Les astronomes de l'antiquité pensaient que la terre était au centre de l'univers - et que la sphère où étaient accrochées les étoiles tournait par rapport à celle-ci (nous savons maintenant, qu'en fait c'est la terre qui tourne). Les planètes se déplaçaient sur leurs propres" sphères en cristal" de façon particulière : elles se déplacent habituellement dans un même sens, mais quelquefois leur mouvement se renverse pendant un mois ou deux, et personne ne savait pourquoi.
Nicholas Copernic, un ecclésiastique polonais,
se rendit compte en 1543
que ces mouvements pouvaient se comprendre à condition
que les planètes se déplacent autour du soleil, que
la terre soit l'une d'entre elles et que
les plus éloignées se déplacent plus lentement : de ce fait la terre les rattrape de temps en temps, et elles semblent reculer pendant un moment. Comme les orbites de Venus
et de Mercure
sont à l'intérieur
de celle de la terre, elles ne s' éloignent jamais loin du soleil. Voilà pourquoi on ne voit jamais Venus à minuit !
Je souhaite que vous décriviez ces données-- la "crêpe" de l'écliptique, le mouvement inversé ("rétrograde"), Venus toujours près du soleil -- pour aider les étudiants à se représenter l'apparence des planètes dans le ciel
comme de brillantes étoiles se déplaçant sur le même trajet que le soleil et la lune. Les 12 constellations situées sur cette ligne sont celles du zodiaque , un terme bien connu pour ceux qui s'intéressent à l'astrologie. Venus,
la planète la plus lumineuse, oscille de part et d'autre de la position du soleil, et Mercure
aussi -- mais comme il est beaucoup plus près du soleil, on ne peut le voir qu'à son point le plus éloigné du soleil, et seulement peu de temps après le coucher où le lever de celui-ci.
Les étudiants auront probablement entendu ou lu
que le pape et l'église ont combattu l'idée de Copernic, parce que dans un des psaumes (qui sont vraiment des prières-poésies) la bible indique que Dieu "a créé la terre pour qu'elle ne déplace pas" ( une traduction plus correcte étant"qu'elle ne s'effondre pas "). Galilée
, un italien contemporain de Kepler, adepte des idées de Copernic, fut accusé par l'église de déviance et fut condamné à résidence pour le reste de sa vie.
A cette époque les hommes suivaient aveuglément les auteurs de l'antiquité (comme le grec Aristote) plutôt que de contrôler par eux mêmes ce qui se passait réellement dans la nature. Quand ils ont commencé à le vérifier, par l'observation, l'expérimentation et le calcul, ce fut l'avènement de la révolution scientifique.
Notre technologie moderne en est le résultat final, et les lois de Kepler
(ainsi que les travaux de Galilée, et ceux de William Gilbert sur le magnétisme) sont importantes, parce qu'elles ont inauguré cette révolution.
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Johannes
Kepler |
Kepler avait travaillé avec Tycho Brahe, un noble danois qui avait poussé l'astronomie d'avant le télescope à une précision extrême, mesurant aussi exactement que possible à l'Ļil nu les positions des planètes . (Brahe est mort en 1602 à Prague, maintenant capitale tchèque ; les télescopes ont démarré avec Galilée autour de 1609). Si vous voulez faire leur connaissance , je vous recommande "Tycho et Kepler" de Kitty Ferguson, passé en revue à http://www.phy6.org/outreach/books/Tycho.htm
ou au moins, lisez en l'analyse. En voici une citation :
L'intolérance religieuse
était répandue -- en effet, ces événements se situaient à l'époque de la guerre de 30 ans (1618-48), la lutte religieuse la plus destructive de l'Europe, répercutée par une guerre civile en Grande-Bretagne. Kepler fut chassé de Graz, avec tous les autres employés des universités protestantes de la ville, lorsque l'archiduc régnant décréta qu'ils devaient partir de la ville à la tombée de la nuit, le jour même. A cette même époque la mère de Kepler a été arrêtée pour sorcellerie , la plupart de ses nombreux descendants sont morts dans l'enfance, et le mariage de Tycho fut secondairement considéré comme une union illégale parce qu' il avait choisi une épouse non noble.
Essayez d'expliquer cela aussi aux étudiants. En 1620 les "pèlerins" débarquèrent sur le rocher de Plymouth, fuyant les effets de la guerre religieuse qui dévastera ultérieurement l'Europe. C'est très probablement en souvenir de ces guerres que les USA ont, beaucoup plus tard, décrété la séparation de l'église et de l'état. Expliquez comment le développement de la science et la société sont souvent étroitement liés.
Première Loi de Kepler
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